阿勒泰地区10 ℃界限温度和积温变化分析

潘冬梅，潘雪梅，徐　永

(1.吉木乃县气象局，新疆吉木乃　836800；2.富蕴县气象局，新疆富蕴　836100)



阿勒泰地区10 ℃界限温度和积温变化分析

潘冬梅1，潘雪梅2，徐永3

(1.吉木乃县气象局，新疆吉木乃836800；2.富蕴县气象局，新疆富蕴836100)

摘要：利用1961—2010年新疆阿勒泰地区7个地面气象观测站的逐日平均气温资料，运用线性趋势、Manna-Kendall突变检验法，对阿勒泰地区近50 a日平均气温稳定≥10 ℃初日、终日、持续日数和活动积温的时空变化特征进行分析。结果表明:≥10 ℃初日在空间分布上呈中部平原早，西部、东部山区晚的格局，≥10 ℃终日的空间分布与≥10 ℃初日的大体相反，≥10 ℃的持续日数和积温在空间分布上表现为由中部向外递减的特征。≥10 ℃的初日趋势略提前，≥10 ℃终日呈推后趋势，≥10 ℃的持续日数和积温分别以1.5 d/(10 a)和59.3 ℃/(10 a)的倾向率呈增加趋势。突变分析表明,积温在1976年发生了一次增加的突变。在50 a里，1993—2010年是热量和持续日数增幅最大的时期。

关键词：界限温度；积温；时空分布；变率分析；突变分析

19世纪80年代开始，全球变暖，农业对气候变化反映敏感，积温变化特征及其对农业、物候的影响受到高度的关注[1-3]。研究表明，随着全球变暖，我国稳定≥10 ℃积温将增加，作物生长期延长，各种植被界限将明显北移[4]。日平均气温稳定通过10 ℃是喜温植物适宜生长的起始温度，喜凉作物积极生长、牲畜抓膘的临界温度。阿勒泰地区是新疆重要的农牧业基地，积温期的长短、开始和结束时间及积温的多少，对农牧业有重要的影响，但关于当地热量变化问题的研究甚少，研究阿勒泰地区积温的时空分布特征，不仅有助于认识本地区的热量分布和变化规律，而且对于种植结构调整、气候资源的开发利用有着积极的指导作用。

1数据来源与研究方法

1.1数据来源

利用1961—2010年阿勒泰地区7个地面气象观测站(阿勒泰市、布尔津县、哈巴河县、吉木乃县、福海县、富蕴县、青河县)逐日平均气温资料，统计了日平均气温稳定≥10 ℃初日、终日、持续日数及活动积温。气候平均值根据世界气象组织(WMO)设定的标准气候值时段(1971—2000年)的平均值。

1.2研究方法

主要采用线性回归法对阿勒泰地区气温等要素进行线性趋势分析[5]，用一元线性直线方程来定量描述，即y(t)= b0+ b1t，则趋势变化率方程为dy(t)/dt=b1，把b1×10称作气候倾向率；并通过Mann-Kendall法[6],对积温进行突变检验，以分析阿勒泰地区近50 a积温是否存在跃变现象。

2空间分布特征

2.1≥10 ℃初日

阿勒泰地区≥10 ℃初日空间分布总体呈中部平原早，东、西部沿山一带晚的格局。≥10 ℃初日平均出现在5月5日，除吉木乃、青河两站，其它5站最早均同时出现在4月6日(2007年)，最晚出现在6月7日(青河站1970年)。

2.2≥10 ℃终日

阿勒泰地区≥10 ℃终日的空间分布与≥10 ℃初日的大体相反，中部平原终日结束时间较晚，东、西部沿山一带较早，最晚出现在10月14日(福海站1990年)，最早出现在8月21日(吉木乃县1978年)。

2.3≥10 ℃持续日数

阿勒泰≥10 ℃持续日数年平均为141 d，大值中心位于福海(154 d),中南部地区的持续日数较长，一般大于145 d，由中部平原为中心向周围递减，青河县最少为123 d，吉木乃次之为127 d。

2.4≥10 ℃积温

阿勒泰地区≥10 ℃积温的空间分布具有明显的地域性，呈现以中部平原为中心向周围递减的特征(图1)，最小值在青河县，为2 094.6 ℃，吉木乃次之。尽管布尔津和吉木乃两县仅距90 km，但由于一个地处平原，一个位于沿山一带，受地势不同的影响，两县年平均积温相差570 ℃。

3时间变化特征

3.1年际变化

3.1.1≥10 ℃初日1961—2010年阿勒泰地区≥10 ℃初日总体呈缓慢提前趋势，由一次线性趋势拟合所得的变化倾向率为0.3 d/(10 a)；各县与全区变化趋势一致，都呈缓慢提前趋势，阿勒泰市几乎无变化。

图1　1961—2010年阿勒泰地区≥10 ℃积温空间分布 (单位为℃·d)

3.1.2≥10 ℃终日1961—2010年阿勒泰地区≥10 ℃初日总体以1.2 d/(10 a)的倾向率呈显著(α=0.1)的推迟趋势；各县与全区的趋势是一致的，青河县最明显，倾向率为1.8 d/(10 a)，福海县倾向率为1.5 d/(10 a)，布尔津、阿勒泰站推迟趋势较小。

3.1.3≥10 ℃持续日数受初日略提前、终日推迟的共同影响，阿勒泰地区≥10 ℃持续日数总体呈增加趋势，倾向率为1.5 d/(10 a)；各县与全区的变化趋势一致，均呈增加趋势，其中增加最多的哈巴河县以2.5 d/(10 a)的倾向率呈显著(α=0.1)增加趋势。

3.1.4≥10 ℃积温1961—2010年阿勒泰地区≥10 ℃积温总体以59.3 (℃·d)/(10 a)的倾向率呈极显著(α=0.025)增加趋势，其中，1997年全区平均积温为3 197.4 ℃·d，为历年最高值；各县与全区变化趋势一致，均呈增加趋势，增加最多的是东部富蕴县，倾向率为88.8 (℃·d)/(10 a)，青河县次之为77.1 (℃·d)/(10 a)，均通过α=0.001的显著水平检验，增加最少的是阿勒泰市，仅为2.7 (℃·d)/(10 a)。

3.2年代际变化

3.2.1≥10 ℃初日阿勒泰地区≥10 ℃的初日，1960—1970年代是随着年代变化有所提前，但1980年代又明显推后，1990年代后至今逐渐提前(表1)；各县分布也基本一致，哈巴河站年代际变化最大，1970年代较1960年代的初日提前了8 d，1980年代较1970年代推后9 d，吉木乃、青河两县较平缓。

3.2.2≥10 ℃终日阿勒泰地区≥10 ℃的终日，1960—1970年代是随着年代变化有所推后，但1980年代又略有提前(除福海站)，1990年代后至今逐渐推后(表1)。

3.2.3≥10 ℃持续日数阿勒泰地区≥10 ℃持续日数在1960—1970年代呈递增趋势，但1980年代有所减少，1990年代后至今逐渐增加(表1)；各县分布也基本一致。

3.2.4≥10 ℃积温阿勒泰地区≥10 ℃的积温与持续日数的年代际变化相对应，1960—1970年代是递增变化，但1980年代有所减少，1990年代后至今逐渐增加(表1)。

表1　1961—2010年阿勒泰地区≥10 ℃的初日、终日、持续日数、积温变化

4积温的突变特征

采用Mann-Kendall法对阿勒泰地区≥10 ℃活动积温变化进行突变检验，结果表明，就全区平均来说，1976年前后发生了统计意义超过0.002 5显著检验的突变现象(图略)；1993—2010年，积温升幅最大，气候变化率为168.3 (℃·d)/(10 a)，其中富蕴县最显著，增幅达188.5 (℃·d)/(10 a)。

5结论与讨论

(1)新疆阿勒泰日平均气温稳定≥10 ℃初日、终日、持续日数和积温的空间分布具有明显的区域性，≥10 ℃的初日总体呈中部平原早，西部、东部山区晚的格局，≥10 ℃终日的空间分布与≥10 ℃初日大体相反，≥10 ℃的持续日数和积温在空间分布表现为由中部向外围递减的特征。

(2)阿勒泰近50 a来日平均气温稳定通过10 ℃初日呈略提前、终日推迟的趋势，持续日数、积温变化均呈增加趋势，倾向率分别为1.5 d/(10 a)、59.3 (℃·d)/(10 a)。

(3)在年代际变化中，≥10 ℃的积温与持续日数变化相对应，1960—1970年代是递增变化，但1980年代有所减少，1990年代后至今逐渐增加，与北疆地区总的趋势略有差异。

(4)积温在1976年发生了一次迅速增加的突变。在50 a里，1993—2010年是热量和持续日数增幅最大的时期。

参考文献：

[1]刘丽娜，师庆东，张飞.北疆地区近41年来积温变化趋势特征研究[J].干旱区资源与环境，2007，21(10)：52-56.

[2]闫小珍，张随贤，苗国柱，等.小麦发育期对冬季积温变化的响应分析[J].气象与环境科学，2009，32(4)：37-39.

[3]高俊玲.北疆界限温度10 ℃初日变化及其对作物物候期的影响[J].沙漠与绿洲气象，2007，1(2)：47-49.

[4]汤绪，杨续超，田展.气候变化对中国农业气候资源的影响[J].资源科学，2011，33(10)：1962-1968.

[5]丁裕国，江志红.气象数据时间序列信号处理[M].北京：气象出版社，1998:194-201.

[6]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999：1-73.

中图分类号：P467

文献标识码：A

作者简介：潘冬梅(1968—)，女，广东兴宁县人，本科，高工，从事预报服务工作。

收稿日期：2015-03-14

文章编号：1006-4354(2016)02-0023-03

潘冬梅，潘雪梅，徐永.阿勒泰地区10 ℃界限温度和积温变化分析[J].陕西气象，2016(2)：23-25.